加热炉热效率影响因素分析及改进措施研究

王硕

摘 要：为降低加热炉能耗，提高加热炉热效率，本文分析了影响加热炉热效率的因素，并结合实际应用情况，针对影响加热炉热效率的因素，提出了一系列具体改进措施，通过应用这些改进措施，能显著提高加热炉热效率，进一步提高企业经济效益。

关键词：加热炉;热效率;影响因素;改进

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.002

1 热效率影响因素分析

加热炉的做工机理是燃气在炉子里点燃放出热量，在放射室放射進行热交换，燃烧的气体在气体流通的房间里进行对流换热，将热传递到炉管和炉管内的媒介。加热炉热效率是指提供给加热炉的能量在多大程度上得到有效的使用。

加热炉热效率表示向炉子提供的能量被有效利用的程度，也就是说，受热液体吸收的有用热量与燃料燃烧所释放的所有热量之比。

式中：η—加热炉热效率，%;

Q—炉膛有效热负荷，kW;

B—使用燃料数量，m3/h ;

Q—燃料低热值，kJ/m3。

从上面式子中可以看出，炉膛有用热负荷越高，高热效率，减燃料消耗，高热效率。

干扰炉膛有用热负荷的主要因素如下：一是炉壳保温度高，保温效果好，热损失小，高热效率。二是辐照室的火头长度。火头越高，热的辐照越大。火头长度与燃烧器的构造、气流和燃料特性有很大关系。第三，输出风量，由烟道挡板操控，控制烟气含氧量和排气温度。

第四，管子壁生成的沉淀物干扰烟气管道的导热率。

影响油耗的主要原因是油田熔炉运用较多的干燥气或自行生产的天然气。燃烧器的构造和功用决定了燃烧器的耗气量。

2 现场应用

经过对某厂几台炉子的当场调研、试验和剖析，了解到当前加热炉的产生热的效率有点低。导致加热炉产生热效率有点低的最重要的原因是：

（1）加热炉陈化频繁坏掉。目前，几座加热炉的使用寿命已超出15年。热效率受一二合一加热炉炉管形状发生变化、几台效能高的炉子保温层局部掉落、保温层悬挂变形等因素的影响。（2）加热炉的排烟筒的阻挡板大，不容易调整。阻挡板升降器生锈，堵塞造成调整困难，位置高，运作困难。（3）没有装烟雾温度检测装置。大多数加热炉不配备烟气温度检测器，不可以按照检验条件对烟筒的隔板进行调整，优化燃烧效率。（4）气水含量高。当天然气脱去水结果不佳时，煤气含水过高容易引起炉膛熄灭，燃烧的结果不佳。（5）燃烧器节制效能低。自动燃烧器为加油站加热炉的冷热程度控制带来了平安和便利，促使了加热炉指导能力的上升。在自动燃烧器安置排除故障流程中，采用50℃、55℃和60℃三级进行温度控制，炉温控制在50℃、55℃和60℃。此外，如果不检测烟囱的烟气温度，就不可能自动调整炉膛的最好运作状况。（6）燃烧器频繁出现问题。冬季温度偏低，燃烧器很容易出现问题，从自动化模式变为手动模式，能耗高。

3 改进措施及效果

为解决上述问题，已作出下面六项改进，已经得到了很好的结果。

3.1 优化加热炉运行

针对加热炉的陈化问题，频繁故障发生，选取方法改进加热炉运作。修复或替换炉管变形、效率高的炉膛保温层局部掉落和悬挂的形状改变严干扰加热炉的热效率。改善加热炉的运作，对3个加油站进行了4次运输和3次运输，3个加油站实施了2组运输方案。经过改善操作，预防了煤气糟蹋，消除了可能存在的安全问题，使加热炉内的热量的到充分的利用。

3.2 安装低位烟道调节装置

为解决加热炉排烟筒隔板的高度高、不容易调整、除锈、加热炉隔板堵塞、安装过矮位置烟筒控制器等问题。对加热炉的全部隔板做了综合查验，发觉烟道隔板被空气腐蚀、卡住、控制器卡顿，派遣相关技术人员去解决这些毛病，保证了烟道隔板控制器的灵活性和易用性。对烟道隔板调整高度大、在安全方面有很大的问题，低端烟道隔板调节器可装在某些换气站，并提供检测口，方便工作人员进行调整操作，并根据试验结果，保证隔板一直在最好的开启位置。

3.3 动态监测

关于大多数加热炉不配备烟气温度查验器的现状，应用了动态监测的解决办法。用手持氧解析仪查验烟道在加热炉运作过程中的烟气温度。在恒定的介质流下，烟筒隔板通过多次温度的开度计算出最佳炉膛效率，在此基础上，确定了烟道挡板的最佳开度，并对其进行了标识。使炉膛在最佳炉膛效率下运作。

3.4 加装气包

对气体含水量高的特点，应用了在气体中加入气囊的办法。

当煤气脱水效果不佳时，将气包装在通入加热炉的煤气管道上，定期排水，减少煤气含水率的干扰。安装气袋后，可明显减少气水含量的干扰。

3.5 增加自动燃烧器温控档位

就对燃烧器控制效率低的问题，采取了提高自动燃烧器温度控制档位的解决办法。接合自动燃烧装置生产厂家，使用含氧解析仪在40℃、45℃、50℃、55℃和60℃进行了温度控制测验，并经过含氧解析仪调节燃烧器自动温度控制命令来调节烟囱的烟气温度。进一步扩大了燃烧器自动监测的温度范围，提高了温度控制的精度，使烟囱的平均排气温度降低了31℃，保证了炉膛一直处最好状况。

3.6 加强燃烧器改进、维修

对冬季燃烧装置出现问题多的特点，添加了两套可以替换燃烧装置，可较快的替换和修复。2018年，自动燃烧装置的坏损比去年同期减少了8倍，失效时间缩短了2.8天。采用上述办法后，使该厂加热炉平均热效率由78.2%上升到86.3%。增加8.1%，使公司产生了许多利润。

4 结论

干扰炉膛热效率的最重要原因有炉龄、烟筒隔板调节困难、烟气温度检测器的缺乏、高含水气体、燃烧器的调控效率非常低、很容易发生事故。通过最优操作、安装低水平烟筒调节器、不断的监控、加装气囊、增设自动燃烧装置控温、强化燃烧器的升级和维护，可很大程度上增高加热炉的热利用率。

参考文献：

[1]曲照涛.提高加热炉运行效率方法研究[J].石油石化节能，2018（09）：10-12.